[发明专利]一种大蒜芽苗破膜机器人及其使用方法

权利要求书

1.一种大蒜芽苗破膜机器人，其特征在于：包括行走装置，以及安装在所述行走装置上的图像采集装置、破膜装置和控制箱（1），所述图像采集装置电连接图像处理装置，图像处理装置电连接设置在控制箱内的控制系统，所述控制系统电连接破膜装置的驱动装置；

所述行走装置包括机械架（5）、固接于机械架顶部的固定平台（2）；所述图像采集装置包括固定在固定平台前端的刚性杆（3）和安装在所述刚性杆上的360°旋转摄像头（4），摄像头（4）与图像处理装置通过USB连接线连接；所述行走装置还包括安装在机械架下端的四个呈矩形分布的定向车轮（8），前端的两定向车轮分别连接有轮边电机（7），两轮边电机与所述控制系统电连接；所述破膜装置包括Delta机械臂（6）和驱动Delta机械臂动作的驱动装置（16），Delta机械臂的下端安装有破膜钩（11）；

所述大蒜芽苗破膜机器人的使用方法，包括如下方面：

（1）图像处理识别路径并使机器人走直：

大蒜芽苗破膜机器人首先进入蒜地行间并调整好姿态，先按照预先设定好的既定路线行进，在行进过程中，摄像头对蒜地中的蒜苗空间排列信息进行收集，并将收集到的图像信息传递给图像处理装置，由图像处理装置对蒜苗空间排列图像的处理形成一条导航基线，在大蒜芽苗破膜机器人偏离基线时，由控制系统传输指令到轮边电机，使前端两个定向车轮差速运转，让偏离基线的大蒜芽苗破膜机器人的行进方向回到沿基线方向，以此来进行导航；

（2）图像处理识别并定位蒜苗位置：

大蒜芽苗破膜机器人运用图像识别与处理算法，通过对信息数据的采集、传输和识别，准确定位蒜苗的位置；摄像头对蒜苗颜色和生长高度信息进行收集，并将收集到信息传递给图像处理装置，图像处理装置追踪图像亮度的变化，在所需破膜蒜苗位置形成区域边缘二值图，通过系列算法进行蒜苗的分布检测，最终通过系列判定求解得到蒜苗位置，近而驱动Delta机械臂运转进行破膜；

（3）驱动Delta机械臂进行破膜作业：

大蒜芽苗破膜机器人行进至指定位置时，驱动装置驱动Delta机械臂运转，使Delta机械臂的主动杆进行一定的位移，从而使破膜钩精准到达所需破膜蒜苗上方位置，Delta机械臂带动破膜钩向前运动一定位移，即完成破膜作业；

（4）采用信息异步传递的传输方式，在摄像头采集到的图像信息经图像处理装置传送到控制系统时，控制系统率先发出行进的指令，在行进的过程中发出指令到驱动装置使Delta机械臂运转，并根据需被破膜蒜苗的生长高度信息使Delta机械臂调整最佳的角度，使蒜苗以接近于垂直地面的角度出膜生长。

2.根据权利要求1所述的一种大蒜芽苗破膜机器人，其特征在于：Delta机械臂的下端通过Y型件（10）与破膜钩连接，Y型件与Delta机械臂铰接，破膜钩安装在Y型件的底面。

3.根据权利要求1所述的一种大蒜芽苗破膜机器人，其特征在于：刚性杆与固定平台形成的夹角处设有L型角件（9），L型角件（9）一侧边通过螺栓与刚性杆固接，另一侧边通过螺栓与固定平台固接。

4.根据权利要求1所述的一种大蒜芽苗破膜机器人，其特征在于：所述机械架包括相对设置的两侧架，侧架包括上端与固定平台固接的两竖杆，以及位于两竖杆之间且与两竖杆固接的横杆，横杆与竖杆形成的拐角处，以及竖杆与固定平台形成的拐角处均设置有支撑杆（12），支撑杆（12）与竖杆、横杆、固定平台分别通过A型角件（14）连接，A型角件（14）与支撑杆、竖杆、横杆、固定平台均通过螺栓固接。